O que é redução de ruído em imagens digitais?

“Beautygate”, o mais recente iPhone -gate que pode fazer as imagens das pessoas parecerem muito suavizadas, é o resultado de duas coisas: o novo recurso Smart HDR e redução agressiva de ruído . Mas o que é redução de ruído digital e por que é tão importante? Vamos descobrir.

Como funcionam os sensores de câmera

O sensor digital do seu telefone ou câmera é feito de milhões de pequenos photosites. Cada photosite corresponde a um pixel na imagem final. Quando a luz atinge um photosite, ela cria uma carga elétrica. Quanto mais luz atingir o photosite, mais forte será a carga criada e mais brilhante será o pixel na imagem final.

Além da carga criada pela luz que atinge o sensor, há também uma pequena quantidade de corrente de fundo aleatória que cria ruído digital. É aqui que começam os problemas.

Como a carga criada em cada photosite é linearmente proporcional à quantidade de luz que o atinge , a matemática calcula que as áreas mais brilhantes da imagem possuem significativamente mais dados do que as áreas de sombra. Isso significa que a relação sinal / ruído é menor nas áreas escuras da imagem, razão pela qual as áreas de sombra de uma imagem são mais propensas a ruído visível.

Outro fator é o tamanho do sensor . Sensores maiores coletam mais luz simplesmente porque são maiores. Como resultado, eles são menos propensos a ruídos digitais porque a relação sinal / ruído é maior. As câmeras de smartphones – já que têm sensores tão pequenos – são particularmente propensas a ruídos.

Converter dados em imagens

Quando você tira uma foto, a menos que esteja em RAW , sua câmera converte os dados da imagem em um arquivo de imagem JPG. Ele faz isso com algumas operações matemáticas bastante complexas que acabam jogando fora muitos dados para obter um arquivo utilizável.

A maioria das câmeras também processa um pouco a imagem resultante para torná-la mais bonita. Eles fazem coisas como aumentar o contraste e a saturação, mas também executam alguns algoritmos de redução de ruído. Na imagem abaixo, você pode ver uma visão lado a lado de um JPEG e um arquivo RAW não processado capturado ao mesmo tempo com meu iPhone 7 Plus. Verifique quanto mais ruído há na imagem RAW.

Em geral, isso é uma coisa boa. O ruído digital é feio e os algoritmos de redução de ruído são muito bem compreendidos; eles funcionam calculando a média de pequenas variações entre pixels. Você pode ver isso, principalmente nos destaques, nos close-ups das imagens acima.

Na maior parte, suas imagens parecerão melhores depois que a redução de ruído for aplicada. É uma parte importante do pós-processamento de qualquer imagem digital. A foto JPEG é inegavelmente uma imagem melhor do que o RAW bruto. Só se torna um problema quando os algoritmos são muito agressivos para o assunto, como é o caso do beautygate. Quando isso acontece, as variações naturais, como tons de pele, são atenuadas, assim como qualquer ruído digital. Eu levei as coisas longe demais na imagem abaixo.

E como os dados originais são jogados fora, não há muito o que fazer após o fato.

Prevenir a redução agressiva de ruído no seu telefone

A maneira mais simples de evitar que seu telefone ou câmera aplique algoritmos de redução de ruído excessivamente agressivos é impedi-los de aplicar qualquer redução automática de ruído. Para fazer isso, basta gravar em RAW.

Com as imagens RAW, todos os dados da imagem – ruído e tudo – são armazenados no arquivo. Isso dá a você mais margem de manobra quando se trata de pós-produção e permite controlar a quantidade de redução de ruído aplicada.

Em um iPhone, você precisará usar um aplicativo de câmera de terceiros . Sou um grande fã de Halide . No Android, o aplicativo de câmera do seu telefone pode permitir que você fotografe em RAW; caso contrário, o VSCO é uma ótima escolha livre . Por padrão, sua DSLR ou câmera sem espelho deve capturar imagens RAW. Se não for o padrão em sua câmera, haverá uma configuração no menu para alterar o formato no qual as imagens são salvas.

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A redução de ruído não é uma coisa ruim, mas, quando sua câmera ou smartphone aplica muito automaticamente, as coisas podem parecer estranhas. A melhor coisa a fazer é atirar em RAW e assumir o controle.